ซึ่งมีแกน สิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดเป็นยูคาริโอต ยกเว้นแบคทีเรีย (ไวรัสจัดอยู่ในหมวดหมู่ที่แยกจากกันซึ่งไม่ใช่นักชีววิทยาทุกคนที่จะแยกแยะว่าเป็นสิ่งมีชีวิต) ยูคาริโอตคือ พืช สัตว์ เห็ดและสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ เช่น แม่พิมพ์เมือก. ยูคาริโอตแบ่งออกเป็น สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและ หลายเซลล์แต่หลักการของโครงสร้างเซลล์เหมือนกันทั้งหมด

เชื่อกันว่ายูคาริโอตตัวแรกปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนและวิวัฒนาการส่วนใหญ่มาจาก การเกิด symbiogenesis- ปฏิกิริยาระหว่างเซลล์ยูคาริโอตกับแบคทีเรียที่เซลล์เหล่านี้ดูดซึม มีความสามารถ ฟาโกไซโตซิส.

เซลล์ยูคาริโอตมีขนาดใหญ่มาก โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับโปรคาริโอต มีออร์แกเนลล์ประมาณ 10 ออร์แกเนลล์ในเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งส่วนใหญ่แยกจากเยื่อหุ้มเซลล์จากไซโตพลาสซึม ซึ่งไม่ใช่ในโปรคาริโอต ยูคาริโอตยังมีนิวเคลียสซึ่งเราได้กล่าวไปแล้ว นี่เป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ที่แยกออกจากไซโตพลาสซึมด้วยเมมเบรนคู่ อยู่ในส่วนนี้ของเซลล์ที่มี DNA ที่มีอยู่ในโครโมโซม เซลล์มักเป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียสเดียว แต่บางครั้งก็พบเซลล์ที่มีหลายนิวเคลียส

อาณาจักรยูคาริโอต

มีหลายทางเลือกในการแบ่งยูคาริโอต ในขั้นต้น สิ่งมีชีวิตทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นพืชและสัตว์เท่านั้น ต่อจากนั้นมีการระบุอาณาจักรของเห็ดซึ่งแตกต่างอย่างมากจากทั้งครั้งแรกและครั้งที่สอง ต่อมา ราเมือกก็เริ่มถูกแยกออก

แม่พิมพ์เมือกเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิต polyphyletic ซึ่งบางคนอ้างถึง ง่ายที่สุดแต่การจำแนกขั้นสุดท้ายของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ยังไม่ได้รับการจำแนกอย่างสมบูรณ์ ในช่วงหนึ่งของการพัฒนา สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีรูปแบบพลาสโมดิก ซึ่งเป็นสารเมือกที่ไม่มีเปลือกแข็งที่ชัดเจน โดยทั่วไปแล้ว ราเมือกจะมีลักษณะเหมือนกัน เซลล์หลายนิวเคลียสซึ่งมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

การสร้างสปอร์เกี่ยวข้องกับเชื้อราราเมือกซึ่งงอกด้วย Zoospores ซึ่งพลาสโมเดียมจะพัฒนาในภายหลัง

แม่พิมพ์เมือกคือ heterotrophsกินได้ ทางสายตานั่นคือเพื่อดูดซับสารอาหารโดยตรงผ่านเมมเบรนหรือโดย endocytosis - เพื่อนำถุงที่มีสารอาหารอยู่ภายใน แม่พิมพ์เมือก ได้แก่ acrasia, myxomycetes, labyrinthulae และ plasmodiophores

ความแตกต่างระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอต

ความแตกต่างที่สำคัญ โปรคาริโอตและยูคาริโอตก็คือว่าโปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสที่มีรูปร่างดีแยกจากกันโดยเยื่อหุ้มเซลล์จากไซโตพลาสซึม ในโปรคาริโอต DNA แบบวงกลมตั้งอยู่ในไซโตพลาสซึมและตำแหน่งที่ DNA ตั้งอยู่เรียกว่านิวคลีออยด์

ความแตกต่างของยูคาริโอตเพิ่มเติม

1. ของออร์แกเนลล์นั้น โปรคาริโอตมีเพียง ไรโบโซม 70S (เล็ก) และยูคาริโอตไม่เพียงแต่มีไรโบโซม 80S ขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังมีออร์แกเนลล์อื่นๆ อีกมากมาย
2. เนื่องจากโปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียส พวกมันจึงแบ่งออกเป็นสองส่วน ไม่ใช่ด้วยความช่วยเหลือของ ไมโอซิส/ไมโทซิส.
3. ยูคาริโอตมีฮิสโตนที่แบคทีเรียไม่มี ยูคาริโอตโครมาตินประกอบด้วย DNA 1/3 และโปรตีน 2/3 ในโปรคาริโอตสิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริง
4. เซลล์ยูคาริโอตมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์โปรคาริโอตถึง 1,000 เท่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าเซลล์โปรคาริโอต 10 เท่า

สิ่งมีชีวิตบนโลกมีเพียงสองประเภท: ยูคาริโอตและโปรคาริโอต พวกมันแตกต่างกันอย่างมากในโครงสร้าง ต้นกำเนิด และการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดด้านล่าง

ติดต่อกับ

สัญญาณของโปรคาริโอตเซลล์

โปรคาริโอตเรียกอีกอย่างว่าพรีนิวเคลียร์ เซลล์โปรคาริโอตไม่มีออร์แกเนลล์อื่นที่มีปลอกเยื่อหุ้ม (, เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, กอลจิคอมเพล็กซ์)

พวกเขายังมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1. ไม่มีเปลือกและไม่สร้างพันธะกับโปรตีน ข้อมูลจะถูกส่งและอ่านอย่างต่อเนื่อง
2. โปรคาริโอตทั้งหมดเป็นสิ่งมีชีวิตเดี่ยว
3. เอ็นไซม์อยู่ในสถานะอิสระ (กระจาย)
4. พวกเขามีความสามารถในการสร้างสปอร์ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย
5. การปรากฏตัวของพลาสมิด - โมเลกุล DNA extrachromosomal ขนาดเล็ก หน้าที่ของพวกเขาคือการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมเพิ่มความต้านทานต่อปัจจัยก้าวร้าวมากมาย
6. การปรากฏตัวของ flagella และ pili - การก่อตัวของโปรตีนภายนอกที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหว
7. แวคิวโอลของแก๊สเป็นโพรง ด้วยเหตุนี้ร่างกายจึงสามารถเคลื่อนไหวในแนวน้ำได้
8. ผนังเซลล์ในโปรคาริโอต (โดยเฉพาะแบคทีเรีย) ประกอบด้วยมูริน
9. วิธีหลักในการได้รับพลังงานในโปรคาริโอตคือการสังเคราะห์คีโมและการสังเคราะห์ด้วยแสง

ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียและอาร์เคีย ตัวอย่างของโปรคาริโอต: สไปโรเชต, โปรตีโอแบคทีเรีย, ไซยาโนแบคทีเรีย, เครนาร์ชีโอต

ความสนใจ!แม้ว่าโปรคาริโอตจะขาดนิวเคลียส แต่ก็มีความเท่าเทียมกัน - นิวเคลียส (โมเลกุล DNA วงกลมไร้เปลือก) และ DNA อิสระในรูปของพลาสมิด

โครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอต

แบคทีเรีย

ตัวแทนของอาณาจักรนี้เป็นหนึ่งในผู้อาศัยที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและมีอัตราการรอดชีวิตสูงในสภาวะที่รุนแรง

มีแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ ความแตกต่างหลักของพวกเขาอยู่ในโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ แกรมบวกมีเปลือกที่หนากว่าถึง 80% ประกอบด้วยฐานมูริน เช่นเดียวกับพอลิแซ็กคาไรด์และโพลีเปปไทด์ เมื่อย้อมด้วยแกรมจะให้สีม่วง แบคทีเรียเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นเชื้อโรค แกรมลบมีผนังที่บางกว่าซึ่งแยกออกจากเมมเบรนโดยปริภูมิเพอริพลาสมิก อย่างไรก็ตาม เปลือกดังกล่าวมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นและสามารถต้านทานผลกระทบของแอนติบอดี้ได้มากขึ้น

แบคทีเรียมีบทบาทสำคัญมากในธรรมชาติ:

1. ไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน) ช่วยรักษาระดับออกซิเจนในบรรยากาศที่เหมาะสม พวกมันก่อตัวมากกว่าครึ่งหนึ่งของ O2 ทั้งหมดบนโลก
2. มีส่วนทำให้เกิดการสลายตัวของซากอินทรีย์ซึ่งมีส่วนร่วมในวัฏจักรของสารทั้งหมดจึงมีส่วนร่วมในการก่อตัวของดิน
3. สารตรึงไนโตรเจนบนรากพืชตระกูลถั่ว
4. พวกเขาทำให้น้ำบริสุทธิ์จากของเสีย เช่น อุตสาหกรรมโลหการ
5. พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของจุลชีพของสิ่งมีชีวิต ช่วยดูดซับสารอาหารให้ได้มากที่สุด
6. ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารสำหรับการหมัก นี่คือวิธีการ ได้ชีส คอทเทจชีส แอลกอฮอล์ และแป้ง

ความสนใจ!นอกจากค่าบวกแล้ว แบคทีเรียยังมีบทบาทเชิงลบอีกด้วย หลายคนทำให้เกิดโรคร้ายแรง เช่น อหิวาตกโรค ไข้ไทฟอยด์ ซิฟิลิส และวัณโรค

แบคทีเรีย

อาร์เคีย

ก่อนหน้านี้พวกมันถูกรวมเข้ากับแบคทีเรียเป็นอาณาจักรเดียวของ Drobyanok อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป เป็นที่ชัดเจนว่าอาร์เคียมีเส้นทางวิวัฒนาการของตนเองและแตกต่างจากจุลินทรีย์อื่นๆ ในองค์ประกอบทางชีวเคมีและเมแทบอลิซึมของพวกมันอย่างมาก มีความโดดเด่นมากถึง 5 ประเภทการศึกษามากที่สุดคือ Euryarchaeots และ Crenarchaeotes คุณสมบัติ Archaeal คือ:

• ส่วนใหญ่เป็นเคมีบำบัด - พวกเขาสังเคราะห์สารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์, น้ำตาล, แอมโมเนีย, ไอออนของโลหะและไฮโดรเจน;
• มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอน
• มีส่วนร่วมในการย่อยอาหารของมนุษย์และสัตว์เคี้ยวเอื้องมากมาย
• มีเปลือกเมมเบรนที่เสถียรและทนทานมากขึ้นเนื่องจากมีพันธะอีเทอร์ในไขมันกลีเซอรอล-อีเทอร์ สิ่งนี้ทำให้อาร์เคียสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นด่างสูงหรือเป็นกรดได้ เช่นเดียวกับในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง
• ผนังเซลล์ซึ่งแตกต่างจากแบคทีเรียคือไม่มี peptidoglycan และประกอบด้วย pseudomurein

โครงสร้างของยูคาริโอต

ยูคาริโอตเป็นอาณาจักรของสิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียส นอกจากอาร์เคียและแบคทีเรียแล้ว สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกยังเป็นยูคาริโอต (เช่น พืช โปรโตซัว สัตว์) เซลล์สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในรูปร่าง โครงสร้าง ขนาด และหน้าที่ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันในพื้นฐานของชีวิต เมแทบอลิซึม การเจริญเติบโต การพัฒนา ความสามารถในการระคายเคืองและความแปรปรวน

เซลล์ยูคาริโอตอาจมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์โปรคาริโอตหลายร้อยหรือหลายพันเท่า ประกอบด้วยนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมที่มีออร์แกเนลล์ที่เป็นเมมเบรนและไม่ใช่เมมเบรนจำนวนมากเมมเบรนรวมถึง: เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, ไลโซโซม, กอลจิคอมเพล็กซ์, ไมโตคอนเดรีย, ไม่ใช่เมมเบรน: ไรโบโซม, ศูนย์เซลล์, ไมโครทูบูล, ไมโครฟิลาเมนต์

โครงสร้างของยูคาริโอต

ให้เราเปรียบเทียบเซลล์ยูคาริโอตจากอาณาจักรต่างๆ

อาณาจักรของยูคาริโอต ได้แก่ :

• โปรโตซัว Heterotrophs บางชนิดสามารถสังเคราะห์แสงได้ (สาหร่าย) พวกเขาสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ทางเพศสัมพันธ์ และด้วยวิธีง่ายๆ ออกเป็นสองส่วน ส่วนใหญ่ไม่มีผนังเซลล์
• พืช. พวกเขาเป็นผู้ผลิต วิธีหลักในการรับพลังงานคือการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชส่วนใหญ่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และขยายพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศ ทางเพศสัมพันธ์ และทางพืช ผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลส
• เห็ด. หลายเซลล์ แยกแยะระหว่างต่ำและสูง พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันและไม่สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ พวกเขาสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ทางเพศสัมพันธ์ และทางพืช พวกเขาเก็บไกลโคเจนและมีผนังเซลล์ไคตินที่แข็งแรง
• สัตว์. มี 10 ประเภท: ฟองน้ำ, หนอน, สัตว์ขาปล้อง, อิไคโนเดิร์ม, คอร์ดและอื่น ๆ พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ สารกักเก็บหลักคือไกลโคเจน ผนังเซลล์ประกอบด้วยไคติน เช่นเดียวกับเชื้อรา โหมดหลักของการสืบพันธุ์คือเรื่องเพศ

ตาราง: ลักษณะเปรียบเทียบของเซลล์พืชและสัตว์

การเปรียบเทียบโปรคาริโอตและยูคาริโอต

ลักษณะโครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตมีความสำคัญ แต่ความแตกต่างหลักประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บสารพันธุกรรมและวิธีที่ได้รับพลังงาน

โปรคาริโอตและยูคาริโอตสังเคราะห์แสงต่างกัน ในโปรคาริโอต กระบวนการนี้เกิดขึ้นจากการเติบโตของเยื่อหุ้มเซลล์ (chromatophores) ที่ซ้อนกันในกองที่แยกจากกัน แบคทีเรียไม่มีโฟโตซิสเต็มของฟลูออรีน ดังนั้นจึงไม่ปล่อยออกซิเจน ต่างจากสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ซึ่งก่อตัวขึ้นระหว่างกระบวนการโฟโตไลซิส แหล่งที่มาของไฮโดรเจนในโปรคาริโอต ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ H2 สารอินทรีย์ต่างๆ และน้ำ สารสีหลักคือแบคทีเรีย (ในแบคทีเรีย) คลอโรฟิลล์และไฟโคบิลิน (ในไซยาโนแบคทีเรีย)

ยูคาริโอตทั้งหมดมีเพียงพืชเท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์แสงได้พวกมันมีการก่อตัวพิเศษ - คลอโรพลาสต์ที่มีเยื่อบาง ๆ วางในกรานาหรือแผ่น การปรากฏตัวของ photosystem II ช่วยให้ออกซิเจนถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในระหว่างกระบวนการโฟโตไลซิสในน้ำ แหล่งเดียวของโมเลกุลไฮโดรเจนคือน้ำ เม็ดสีหลักคือคลอโรฟิลล์และไฟโคบิลลินมีอยู่ในสาหร่ายสีแดงเท่านั้น

ความแตกต่างที่สำคัญและลักษณะเฉพาะของโปรคาริโอตและยูคาริโอตแสดงไว้ในตารางด้านล่าง

ตาราง: ความเหมือนและความแตกต่างระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอต

ความแตกต่างระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอต

ความเหมือนและความแตกต่างระหว่างเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอต

บทสรุป

การเปรียบเทียบสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตและยูคาริโอตเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างลำบากซึ่งต้องพิจารณาความแตกต่างหลายอย่าง มีความคล้ายคลึงกันมากในแง่ของโครงสร้าง กระบวนการต่อเนื่อง และคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ความแตกต่างอยู่ในหน้าที่ที่ดำเนินการ วิธีการของโภชนาการและองค์กรภายใน ผู้ที่สนใจในหัวข้อนี้สามารถใช้ข้อมูลนี้ได้

ยูคาริโอตคืออะไร? คำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ในลักษณะโครงสร้างของเซลล์ประเภทต่างๆ เราจะพิจารณาความแตกต่างขององค์กรในบทความของเรา

คุณสมบัติของโครงสร้างเซลล์

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตถูกจำแนกตามเกณฑ์ที่แตกต่างกัน หนึ่งในนั้นคือการจัดระเบียบของสารพันธุกรรมที่มีอยู่ในโมเลกุลดีเอ็นเอ ยูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น มันเป็นออร์แกเนลล์สองเมมเบรนที่มีสารพันธุกรรม โปรคาริโอตไม่มีโครงสร้างนี้ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้รวมถึงแบคทีเรียและอาร์เคียทุกชนิด

โครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอต

การไม่มีนิวเคลียสไม่ได้หมายความว่าสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตไม่มีสารพันธุกรรม มันยังถูกเข้ารหัสในลำดับนิวคลีโอไทด์ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลทางพันธุกรรมไม่ได้อยู่ในนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น แต่แสดงโดยโมเลกุลดีเอ็นเอวงกลมเดี่ยว เรียกว่าพลาสมิด โมเลกุลดังกล่าวยึดติดกับพื้นผิวด้านในของเมมเบรนพลาสม่า เซลล์ประเภทนี้ยังขาดออร์แกเนลล์จำนวนหนึ่ง สิ่งมีชีวิต Prokaryotic มีลักษณะเป็นแบบดั้งเดิมมีขนาดเล็กและมีระดับต่ำ

ยูคาริโอตคืออะไร?

สิ่งมีชีวิตกลุ่มใหญ่นี้รวมถึงตัวแทนของพืช สัตว์ และเชื้อราทั้งหมด ไวรัสเป็นรูปแบบชีวิตที่ไม่ใช่เซลล์ ดังนั้นจึงไม่ได้รับการพิจารณาในการจัดหมวดหมู่นี้

โปรคาริโอตแสดงโดยพลาสมาเมมเบรนและเนื้อหาภายใน - โดยไซโตพลาสซึม นี่คือสื่อกึ่งของเหลวภายในที่ทำหน้าที่สนับสนุน ซึ่งรวมโครงสร้างทั้งหมดเข้าเป็นหนึ่งเดียว เซลล์โปรคาริโอตยังมีลักษณะเฉพาะด้วยการปรากฏตัวของออร์แกเนลล์จำนวนหนึ่ง เหล่านี้คือกอลจิคอมเพล็กซ์, เครือข่ายเอนโดพลาสมิก, พลาสติด, ไลโซโซม บางคนเชื่อว่ายูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่เซลล์ขาดไมโตคอนเดรีย แต่นั่นไม่ใช่กรณีเลย ออร์แกเนลล์เหล่านี้ในเซลล์ยูคาริโอตทำหน้าที่เป็นสถานที่สำหรับการก่อตัวของโมเลกุล ATP ซึ่งเป็นพาหะพลังงานในเซลล์

ยูคาริโอต: ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิต

มียูคาริโอตอยู่ 3 ตัว อย่างไรก็ตาม เซลล์ของพวกมันก็มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญถึงแม้จะมีลักษณะทั่วไป ตัวอย่างเช่น พืชมีลักษณะเฉพาะด้วยเนื้อหาของออร์แกเนลล์คลอโรพลาสต์เฉพาะ มันอยู่ในนั้นที่มีกระบวนการโฟโตเคมีที่ซับซ้อนในการเปลี่ยนสารอนินทรีย์เป็นกลูโคสและออกซิเจน เซลล์สัตว์ไม่มีโครงสร้างดังกล่าว พวกเขาสามารถดูดซับสารอาหารสำเร็จรูปเท่านั้น โครงสร้างเหล่านี้แตกต่างกันในโครงสร้างของอุปกรณ์พื้นผิว ในเซลล์สัตว์ glycocalyx จะอยู่เหนือพลาสมาเมมเบรน เป็นชั้นผิวหนืดประกอบด้วยโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต เป็นลักษณะเฉพาะของพืชซึ่งอยู่เหนือผนังพลาสม่าและประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน เซลลูโลสและเพคตินซึ่งให้ความแข็งแรงและความแข็งแกร่ง

ยูคาริโอตซึ่งเป็นตัวแทนของเชื้อราคืออะไร? เซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้รวมลักษณะโครงสร้างของพืชและสัตว์เข้าด้วยกัน องค์ประกอบของผนังเซลล์ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต เซลลูโลสและไคติน อย่างไรก็ตาม ไซโตพลาสซึมของพวกมันไม่มีคลอโรพลาสต์ ดังนั้น เช่นเดียวกับเซลล์สัตว์ พวกมันมีความสามารถในการโภชนาการแบบเฮเทอโรโทรฟิกเท่านั้น

ลักษณะโครงสร้างที่ก้าวหน้าของยูคาริโอต

เหตุใดสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมดที่มีการพัฒนาและกระจายไปทั่วโลกในระดับสูง? ประการแรกเนื่องจากความเชี่ยวชาญระดับสูงของออร์แกเนลล์ โมเลกุลดีเอ็นเอทรงกลมที่พบในเซลล์แบคทีเรียเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการสืบพันธุ์ โดยแบ่งเป็นสองส่วน อันเป็นผลมาจากกระบวนการนี้ สำเนาพันธุกรรมที่แน่นอนของเซลล์ลูกสาวจะเกิดขึ้น แน่นอนว่าการสืบพันธุ์ประเภทนี้ช่วยให้เกิดการสร้างเซลล์ดังกล่าวอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม การปรากฏตัวของสัญญาณใหม่ในระหว่างการหารสองนั้นไม่เป็นปัญหา และนี่หมายความว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้ เซลล์ยูคาริโอตมีลักษณะเป็นกระบวนการทางเพศ ในระหว่างการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมและการรวมตัวใหม่เกิดขึ้น ด้วยเหตุนี้ ปัจเจกบุคคลจึงเกิดมาพร้อมกับคุณลักษณะใหม่ๆ ที่มีประโยชน์ซึ่งมักจะถูกกำหนดไว้ในจีโนไทป์และสามารถถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นได้ นี่คือการแสดงออกถึงความแปรปรวนทางพันธุกรรมซึ่งเป็นพื้นฐานของวิวัฒนาการ

ดังนั้น ในบทความของเรา เราได้พิจารณาว่ายูคาริโอตคืออะไร แนวคิดนี้หมายถึงสิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียส สิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้รวมถึงตัวแทนทั้งหมดของพืชและสัตว์โลกตลอดจนเชื้อรา นิวเคลียสเป็นโครงสร้างเซลล์ถาวรที่ให้การจัดเก็บและส่งข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเข้ารหัสในลำดับนิวคลีโอไทด์ของโมเลกุลดีเอ็นเอ

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว โลกอินทรีย์ทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน โปรคาริโอตและยูคาริโอต ลองพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติม

โปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสที่มีเมมเบรนและสารพันธุกรรมมีความเข้มข้นในนิวคลีโอไทด์ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ก่อตัวเป็นสายเดี่ยวที่ปิดในวงแหวน (จีโนฟอร์) ไม่มีกระบวนการทางเพศ และมีการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมในระหว่างกระบวนการอื่นที่เรียกว่ารักร่วมเพศ
ไม่มีเซนทริโอลและไมโทติกสปินเดิล พลาสติด และไมโทคอนเดรีย การแบ่งเซลล์เป็นแบบอะไมโทติก ส่วนประกอบที่สร้างกรอบของเปลือกคือกลูโคเปปไทด์ ชั้นในจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันนั้นไม่เหมือนกัน ซึ่งสัมพันธ์กับความหลากหลาย ความสามารถในการกรอง และทัศนคติที่แตกต่างกันต่อคราบแกรม ไม่มีใน mycoplasmas และ gallobacteria ไม่มีแฟลกเจลลาหรือมันง่ายมาก ตัวแทนหลายคนแก้ไขโมเลกุลไนโตรเจนสารอาหารถูกดูดซึมผ่านผนังเซลล์ ไม่มีแวคิวโอลของอาหาร แต่มีแวคิวโอลก๊าซอยู่ทั่วไป โปรคาริโอต ได้แก่ สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ริกเกตเซีย แบคทีเรีย แอคติโนมัยซีต และไมโคพลาสมา

ยูคาริโอต- สิ่งมีชีวิตที่มีนิวเคลียสจริงล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส สารพันธุกรรมอยู่ในโครโมโซมซึ่งประกอบด้วยสาย DNA และโปรตีน ยูคาริโอตมีลักษณะเฉพาะด้วยกระบวนการทางเพศโดยทั่วไปโดยมีการสลับนิวเคลียร์ฟิวชันและการแบ่งรีดิวซ์สลับกัน บางครั้งพวกมันสืบพันธุ์โดยไม่มีการปฏิสนธิ แต่ต่อหน้าอวัยวะสืบพันธุ์ (parthenogenesis) เซลล์มีเซนทริโอล ไมโทติกสปินเดิล พลาสติด ไมโทคอนเดรีย และระบบเยื่อหุ้มเอนโดพลาสมิกที่พัฒนามาอย่างดี การแบ่งเซลล์เป็นแบบไมโทติค หากมีแฟลกเจลลาหรือซีเลีย แสดงว่าพวกมันซับซ้อนมาก พวกเขาไม่ได้แก้ไขไนโตรเจนในบรรยากาศตามกฎ aerobes แบบไม่ใช้ออกซิเจนรอง โภชนาการเป็นสิ่งที่ดูดซับหรือ autotrophic เมื่ออาหารถูกกลืนกินและย่อยภายในร่างกาย มีแวคิวโอลอาหาร

ในห้องปฏิบัติการ เพื่อกำหนดชนิดของจุลินทรีย์ มีการกำหนดคุณสมบัติหลักของจุลินทรีย์: สัณฐานวิทยา การเจริญเติบโต สารอาหาร คุณสมบัติทางชีวเคมี การก่อโรค และอื่น ๆ ตามข้อมูลที่ได้รับ การระบุจะดำเนินการตามคำจำกัดความ พวกเขาค้นหาตำแหน่งของจุลินทรีย์ในตารางการจำแนกประเภท
ชื่อเฉพาะคือเลขฐานสองและประกอบด้วยคำสองคำ อันแรกหมายถึงสกุลและเขียนด้วยอักษรตัวใหญ่ อันที่สองคือสปีชีส์และเขียนด้วยอักษรตัวพิมพ์เล็ก ตัวอย่างเช่น สาเหตุเชิงสาเหตุของ American foulbrood – ตัวอ่อนบาซิลลัส, สาเหตุของภาวะโลหิตเป็นพิษ –ซูโดโมนาส apisepticum.

แบคทีเรีย. เหล่านี้เป็นไวรัสที่พัฒนาในจุลินทรีย์ ไวรัสชนิดนี้พบได้ทั่วไปในธรรมชาติทุกที่ที่พบแบคทีเรีย

มัยโคพลาสมา (สไปโรพลาสมา). ขนาดของมัยโคพลาสมาอยู่ในช่วง 100 ถึง 700 นาโนเมตร พวกมันไม่ก่อตัวเป็นสปอร์ พวกมันเติบโตบนสารอาหารที่ซับซ้อนด้วยแรงดันออสโมติกสูง อาณานิคมเติบโตเป็นสื่อหนาแน่น การไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ที่แท้จริง (ถูกแทนที่ด้วยเมมเบรน 3 ชั้นของ sterol lepids) ในไมโคพลาสมาทำให้เกิดความหลากหลายที่เด่นชัด - ทรงกลม, เม็ดเล็ก, วงแหวนและรูปแบบใย ความสามารถในการเจาะผ่านตัวกรองแบคทีเรียบ่งบอกถึงความเป็นพลาสติกทางสัณฐานวิทยา มัยโคพลาสมามีการแพร่กระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติและมีความสำคัญในทางพยาธิวิทยาของสัตว์ นก และแมลง ซึ่งรวมถึงผึ้งด้วย

การเกิดขึ้นของยูคาริโอตเป็นเหตุการณ์สำคัญ มันเปลี่ยนโครงสร้างของชีวมณฑลและเปิดโอกาสใหม่ขั้นพื้นฐานสำหรับวิวัฒนาการที่ก้าวหน้า เซลล์ยูคาริโอตเป็นผลมาจากวิวัฒนาการอันยาวนานของโลกของโปรคาริโอต ซึ่งเป็นโลกที่จุลินทรีย์หลากหลายชนิดปรับตัวเข้าหากันและมองหาวิธีที่จะร่วมมือกันอย่างมีประสิทธิภาพ

เค้าร่างไทม์ไลน์ (บรรเลง)

สังเคราะห์แสงโปรคาริโอตคอมเพล็กซ์ Chlorochromatium รวม.

ยูคาริโอตเกิดขึ้นจากการอยู่ร่วมกันของโปรคาริโอตหลายประเภท โปรคาริโอตโดยทั่วไปมักมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะซิมไบโอซิส (ดูบทที่ 3 ใน การกำเนิดของความซับซ้อน) นี่คือระบบชีวภาพที่น่าสนใจที่เรียกว่า Chlorochromatium aggregatum อาศัยอยู่ในทะเลสาบลึกซึ่งมีสภาพเป็นพิษในระดับความลึก ส่วนประกอบหลักคือ heterotrophic beta-proteobacterium รอบๆ มีแบคทีเรียกำมะถันสีเขียวสังเคราะห์แสง 10 ถึง 60 ตัว ส่วนประกอบทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยการขยายตัวของเยื่อหุ้มชั้นนอกของแบคทีเรียกลาง ความหมายของชุมชนคือ เบต้า-โปรตีโอแบคทีเรียที่เคลื่อนที่ได้ลากทั้งบริษัทไปสู่ที่ที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตของแบคทีเรียกำมะถันจู้จี้จุกจิก และแบคทีเรียกำมะถันมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์แสงและจัดหาอาหารสำหรับตัวเองและเบต้า-โปรตีโอแบคทีเรีย บางทีสมาคมจุลินทรีย์ในสมัยโบราณประมาณประเภทนี้อาจเป็นบรรพบุรุษของยูคาริโอต

ทฤษฎีสมไบโอเจเนซิส เมเรซคอฟสกี, มาร์กูลิส. Mitochondria เป็นลูกหลานของ alpha-proteobacteria, plastids เป็นลูกหลานของไซยาโนแบคทีเรีย เป็นการยากที่จะเข้าใจว่าใครเป็นบรรพบุรุษของทุกสิ่งทุกอย่างนั่นคือไซโตพลาสซึมและนิวเคลียส นิวเคลียสและไซโตพลาสซึมของยูคาริโอตผสมผสานคุณสมบัติของอาร์เคียและแบคทีเรีย และยังมีคุณสมบัติพิเศษอีกมากมาย

เกี่ยวกับไมโตคอนเดรีย บางทีอาจเป็นการได้มาซึ่งไมโตคอนเดรีย (ไม่ใช่นิวเคลียส) ที่เป็นช่วงเวลาสำคัญในการพัฒนายูคาริโอต ยีนของไมโตคอนเดรียของบรรพบุรุษส่วนใหญ่ถูกถ่ายโอนไปยังนิวเคลียส ซึ่งอยู่ภายใต้การควบคุมของระบบการกำกับดูแลด้านนิวเคลียร์ ยีนนิวเคลียร์ที่มีต้นกำเนิดจากไมโตคอนเดรียเหล่านี้ไม่เพียงเข้ารหัสโปรตีนไมโตคอนเดรีย แต่ยังรวมถึงโปรตีนหลายชนิดที่ทำงานในไซโตพลาสซึม นี่แสดงให้เห็นว่าสัญลักษณ์ของยลมีบทบาทสำคัญในการสร้างเซลล์ยูคาริโอตมากกว่าที่คาดไว้

การอยู่ร่วมกันของสองจีโนมที่แตกต่างกันในเซลล์เดียวจำเป็นต้องมีการพัฒนาระบบการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ และเพื่อที่จะจัดการงานของจีโนมขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องแยกจีโนมออกจากไซโตพลาสซึม ซึ่งเมตาบอลิซึมเกิดขึ้นและเกิดปฏิกิริยาเคมีนับพันครั้ง เปลือกนิวเคลียร์เพิ่งแยกจีโนมออกจากกระบวนการทางเคมีที่ปั่นป่วนของไซโตพลาสซึม การได้มาซึ่ง symbionts (ไมโทคอนเดรีย) อาจกลายเป็นสิ่งกระตุ้นที่สำคัญสำหรับการพัฒนานิวเคลียสและระบบการควบคุมยีน

เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ คุณสามารถอยู่ได้โดยปราศจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศตราบเท่าที่จีโนมของคุณมีขนาดเล็กพอ สิ่งมีชีวิตที่มีจีโนมขนาดใหญ่แต่ไม่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะถึงวาระที่จะสูญพันธุ์อย่างรวดเร็ว โดยมีข้อยกเว้นที่หายาก

Alphaproteobacteria - กลุ่มนี้รวมถึงบรรพบุรุษของไมโตคอนเดรีย

Rhodospirillum เป็นจุลินทรีย์ที่น่าทึ่งซึ่งสามารถมีชีวิตอยู่ได้เนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสงรวมถึงภายใต้สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจนและในฐานะที่เป็น heterotroph แบบแอโรบิกและแม้แต่ในเคมีบำบัดแบบแอโรบิก ตัวอย่างเช่น มันสามารถเติบโตได้โดยการออกซิไดซ์คาร์บอนมอนอกไซด์ CO โดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานอื่น นอกจากนี้ เขายังรู้วิธีแก้ไขไนโตรเจนในบรรยากาศอีกด้วย นั่นคือมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายมาก

ระบบภูมิคุ้มกันเข้าใจผิดว่าไมโตคอนเดรียเป็นแบคทีเรีย เมื่อไมโตคอนเดรียที่เสียหายเข้าสู่กระแสเลือดระหว่างการบาดเจ็บ โมเลกุลที่มีลักษณะเฉพาะจะถูกปลดปล่อยออกมาจากโมเลกุลเหล่านี้ซึ่งพบได้เฉพาะในแบคทีเรียและไมโตคอนเดรีย (ดีเอ็นเอแบบวงกลมของแบคทีเรียและโปรตีนที่มีกรดอะมิโนฟอร์มิลเมไทโอนีนดัดแปลงพิเศษที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง) เนื่องจากอุปกรณ์สังเคราะห์โปรตีนในไมโตคอนเดรียยังคงเหมือนเดิมในแบคทีเรีย เซลล์ของระบบภูมิคุ้มกัน - นิวโทรฟิล - ทำปฏิกิริยากับสารไมโตคอนเดรียเหล่านี้ในลักษณะเดียวกับแบคทีเรีย และด้วยความช่วยเหลือของตัวรับเดียวกัน นี่เป็นการยืนยันที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวกับลักษณะแบคทีเรียของไมโตคอนเดรีย

หน้าที่หลักของไมโตคอนเดรียคือการหายใจด้วยออกซิเจน เป็นไปได้มากว่าการกระตุ้นความสัมพันธ์ของบรรพบุรุษแบบไม่ใช้ออกซิเจนของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมกับ "โปรโตมิโตคอนเดรีย" คือความจำเป็นในการป้องกันตนเองจากพิษของออกซิเจน

แบคทีเรีย รวมทั้ง alphaproteobacteria ได้รับระบบโมเลกุลที่จำเป็นสำหรับการหายใจด้วยออกซิเจนจากที่ใด ดูเหมือนว่าพวกมันอยู่บนพื้นฐานของระบบโมเลกุลของการสังเคราะห์ด้วยแสง ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนซึ่งก่อตัวขึ้นในแบคทีเรียซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์สังเคราะห์แสง ได้รับการดัดแปลงสำหรับการหายใจด้วยออกซิเจน ในแบคทีเรียบางชนิด บางส่วนของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนยังคงใช้พร้อมกันทั้งในการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ เป็นไปได้มากว่าบรรพบุรุษของไมโตคอนเดรียคือแอโรบิกเฮเทอโรโทรฟิกอัลฟา-โปรตีโอแบคทีเรีย ซึ่งในทางกลับกันก็สืบเชื้อสายมาจากอัลฟา-โปรตีโอแบคทีเรียที่สังเคราะห์แสง เช่น โรโดสไปริลลัม

จำนวนโดเมนโปรตีนทั่วไปและเฉพาะในอาร์เคีย แบคทีเรีย และยูคาริโอต โดเมนโปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลโปรตีนที่มีหน้าที่เฉพาะและโครงสร้างเฉพาะ นั่นคือ ลำดับของกรดอะมิโน ตามกฎแล้วโปรตีนแต่ละตัวมีหน่วยโครงสร้างและการทำงานหรือโดเมนหนึ่งหน่วยขึ้นไป

โดเมนโปรตีน 4.5 พันโดเมนที่ยูคาริโอตสามารถแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม: 1) มีเฉพาะในยูคาริโอต 2) ทั่วไปในมหาอาณาจักรทั้งสาม 3) ยูคาริโอตและแบคทีเรียทั่วไป แต่ไม่มีในอาร์เคีย 4) พบได้ทั่วไปในยูคาริโอตและอาร์เคีย แต่ไม่มีแบคทีเรีย เราจะพิจารณาสองกลุ่มสุดท้าย (เน้นอยู่ในภาพ) เนื่องจากโปรตีนเหล่านี้สามารถพูดด้วยความแน่นอนเกี่ยวกับต้นกำเนิดของพวกเขา: แบคทีเรียหรืออาร์คีล ตามลำดับ

ประเด็นสำคัญคือโดเมนของยูคาริโอตซึ่งคิดว่าสืบทอดมาจากแบคทีเรียและจากอาร์เคียมีหน้าที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดเมนที่สืบทอดมาจากอาร์เคีย (สเปกตรัมการทำงานแสดงในกราฟด้านซ้าย) มีบทบาทสำคัญในชีวิตของเซลล์ยูคาริโอต ในหมู่พวกเขา โดเมนที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บ การทำซ้ำ การจัดระเบียบ และการอ่านข้อมูลทางพันธุกรรมมีอิทธิพลเหนือ โดเมน "archaeal" ส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มการทำงานเหล่านั้นซึ่งมีการแลกเปลี่ยนยีนแนวนอนในโปรคาริโอตเกิดขึ้นน้อยที่สุด เห็นได้ชัดว่ายูคาริโอตได้รับคอมเพล็กซ์นี้โดยมรดกโดยตรง (แนวตั้ง) จากอาร์เคีย

ในบรรดาโดเมนที่มีต้นกำเนิดจากแบคทีเรีย ยังมีโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการข้อมูล แต่มีเพียงไม่กี่ชนิด ส่วนใหญ่ทำงานในไมโตคอนเดรียหรือพลาสมิดเท่านั้น ไรโบโซมยูคาริโอตของไซโตพลาสซึมมีต้นกำเนิดจากแหล่งโบราณคดี ไรโบโซมของไมโตคอนเดรียและพลาสติดมีต้นกำเนิดจากแบคทีเรีย

ในบรรดาโดเมนแบคทีเรียของยูคาริโอต ส่วนแบ่งของโปรตีนควบคุมสัญญาณจะสูงกว่ามาก จากแบคทีเรีย ยูคาริโอตได้ถ่ายทอดโปรตีนหลายชนิดที่รับผิดชอบต่อกลไกการตอบสนองของเซลล์ต่อปัจจัยแวดล้อม และ - โปรตีนหลายชนิดที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญ (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดูบทที่ 3 "การกำเนิดของความซับซ้อน")

ยูคาริโอตมี:

Archaeal "core" (กลไกในการทำงานกับข้อมูลทางพันธุกรรมและการสังเคราะห์โปรตีน)

แบคทีเรีย "รอบนอก" (ระบบเผาผลาญและควบคุมสัญญาณ)

· สถานการณ์ที่ง่ายที่สุด: ARCHEIA กลืนแบคทีเรีย (บรรพบุรุษของไมโตคอนเดรียและพลาสติด) และได้รับคุณลักษณะของแบคทีเรียทั้งหมดจากพวกมัน

· ภาพจำลองนี้ง่ายเกินไป เนื่องจากยูคาริโอตมีโปรตีนจากแบคทีเรียจำนวนมากที่ไม่สามารถยืมมาจากบรรพบุรุษของไมโตคอนเดรียหรือพลาสติดได้

ยูคาริโอตมีโดเมน "แบคทีเรีย" จำนวนมากที่ไม่มีลักษณะเฉพาะของไซยาโนแบคทีเรีย (บรรพบุรุษของพลาสติด) หรืออัลฟาโปรตีโอแบคทีเรีย (บรรพบุรุษของไมโตคอนเดรีย) ได้มาจากแบคทีเรียบางชนิด

นกและไดโนเสาร์ การสร้างโปรโต - ยูคาริโอขึ้นใหม่เป็นเรื่องยาก เป็นที่ชัดเจนว่ากลุ่มของโปรคาริโอตโบราณที่ก่อให้เกิดนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมมีคุณสมบัติพิเศษหลายประการที่โปรคาริโอตที่รอดชีวิตมาจนถึงทุกวันนี้ไม่มี และเมื่อเราพยายามสร้างรูปลักษณ์ของบรรพบุรุษนี้ขึ้นมาใหม่ เรากำลังเผชิญกับความจริงที่ว่าขอบเขตของสมมติฐานนั้นใหญ่เกินไป

ความคล้ายคลึง เป็นที่ทราบกันดีว่านกสืบเชื้อสายมาจากไดโนเสาร์และไม่ได้มาจากไดโนเสาร์ที่ไม่รู้จัก แต่มาจากกลุ่มที่เฉพาะเจาะจงมาก - ไดโนเสาร์หุ่นยนต์ซึ่งเป็นของ theropods และ theropods เป็นกลุ่มของไดโนเสาร์จิ้งจก พบรูปแบบการนำส่งหลายรูปแบบระหว่างไดโนเสาร์และนกที่บินไม่ได้

แต่เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับบรรพบุรุษของนกได้หากไม่มีบันทึกฟอสซิล อย่างดีที่สุด เราจะพบว่าญาติสนิทของนกคือจระเข้ แต่เราสามารถสร้างรูปลักษณ์ของบรรพบุรุษโดยตรงของนกนั่นคือไดโนเสาร์ได้หรือไม่? ไม่น่าจะเป็นไปได้ แต่เราพบว่าตัวเองอยู่ในตำแหน่งนี้อย่างแม่นยำเมื่อเราพยายามฟื้นฟูการปรากฏตัวของบรรพบุรุษของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม เป็นที่แน่ชัดว่านี่คือกลุ่มของไดโนเสาร์โปรคาริโอตบางกลุ่ม ซึ่งเป็นกลุ่มที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งไม่เหมือนกับไดโนเสาร์จริง ๆ ตรงที่ไม่เคยทิ้งร่องรอยไว้อย่างชัดเจนในบันทึกทางธรณีวิทยา อาร์เคียสมัยใหม่คือยูคาริโอทว่าจระเข้สมัยใหม่เป็นนกอย่างไร พยายามสร้างโครงสร้างใหม่ของไดโนเสาร์ที่รู้จักแต่นกและจระเข้

ข้อโต้แย้งที่สนับสนุนความจริงที่ว่าจุลินทรีย์จำนวนมากอาศัยอยู่ใน Precambrian ซึ่งไม่เหมือนกับจุลินทรีย์ในปัจจุบัน Proterozoic stromatolites มีความซับซ้อนและหลากหลายกว่าของที่ทันสมัย Stromatolites เป็นผลผลิตของกิจกรรมที่สำคัญของชุมชนจุลินทรีย์ นี่ไม่ได้หมายความว่าจุลินทรีย์โปรเทอโรโซอิกมีความหลากหลายมากกว่าจุลินทรีย์สมัยใหม่ และจุลินทรีย์โปรเทอโรโซอิกหลายกลุ่มก็ไม่รอดมาจนถึงทุกวันนี้ใช่หรือไม่

ชุมชนบรรพบุรุษของยูคาริโอตและที่มาของเซลล์ยูคาริโอต (สถานการณ์ที่เป็นไปได้)

สมมุติฐาน "ชุมชนบรรพบุรุษ" เป็นเสื่อแบคทีเรียทั่วไปเฉพาะในส่วนบนของบรรพบุรุษของไซยาโนแบคทีเรียเท่านั้นซึ่งยังไม่ได้เปลี่ยนไปใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจน พวกเขามีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสง anoxygenic ผู้ให้อิเล็กตรอนไม่ใช่น้ำ แต่เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ กำมะถันและซัลเฟตถูกแยกออกเป็นผลพลอยได้

ชั้นที่สองมีแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงอาศัยอยู่ รวมทั้ง alphaproteobacteria ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของไมโตคอนเดรีย แบคทีเรียสีม่วงใช้แสงความยาวคลื่นยาว (สีแดงและอินฟราเรด) คลื่นเหล่านี้มีพลังทะลุทะลวงได้ดีที่สุด แบคทีเรียสีม่วงมักอาศัยอยู่ภายใต้ชั้นของไซยาโนแบคทีเรีย alphaproteobacteria สีม่วงยังใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอน

ในชั้นที่สามมีแบคทีเรียหมักที่แปรรูปอินทรียวัตถุ บางส่วนปล่อยไฮโดรเจนเป็นของเสีย สิ่งนี้สร้างฐานสำหรับแบคทีเรียที่ลดซัลเฟต อาจมีเมทาโนเจนิคอาร์เคียด้วย ในบรรดาอาร์เคียที่อาศัยอยู่ที่นี่คือบรรพบุรุษของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม

เหตุการณ์วิกฤตเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนแปลงของไซยาโนแบคทีเรียไปสู่การสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจน ในฐานะผู้บริจาคอิเล็กตรอน ไซยาโนแบคทีเรียเริ่มใช้น้ำธรรมดาแทนไฮโดรเจนซัลไฟด์ นี่เป็นการเปิดโอกาสที่ดี แต่ก็มีผลกระทบด้านลบด้วยเช่นกัน แทนที่จะใช้กำมะถันและซัลเฟต ออกซิเจนเริ่มถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นสารที่เป็นพิษอย่างยิ่งต่อชาวโลกโบราณทุกคน

คนแรกที่พบพิษนี้คือผู้ผลิตไซยาโนแบคทีเรีย พวกเขาอาจเป็นคนแรกที่พัฒนาวิธีการป้องกัน ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนที่ทำหน้าที่สังเคราะห์แสงได้รับการแก้ไขและเริ่มให้บริการสำหรับการหายใจแบบใช้ออกซิเจน เห็นได้ชัดว่าจุดประสงค์ดั้งเดิมไม่ใช่เพื่อให้ได้พลังงาน แต่เพียงเพื่อทำให้ออกซิเจนเป็นกลางเท่านั้น

ในไม่ช้าผู้อยู่อาศัยในชั้นที่สองของชุมชน - แบคทีเรียสีม่วง - ต้องพัฒนาระบบป้องกันที่คล้ายกัน เช่นเดียวกับไซยาโนแบคทีเรีย พวกมันได้พัฒนาระบบหายใจแบบใช้ออกซิเจนตามระบบสังเคราะห์แสง มันคืออัลฟาโปรตีโอแบคทีเรียสีม่วงที่พัฒนาห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจที่สมบูรณ์แบบที่สุด ซึ่งตอนนี้ทำงานในไมโตคอนเดรียของยูคาริโอต

ในชั้นที่สามของชุมชน การปรากฏตัวของออกซิเจนอิสระจะต้องทำให้เกิดวิกฤต เมทาโนเจนและสารรีดิวซ์ซัลเฟตหลายชนิดใช้ไฮโดรเจนระดับโมเลกุลด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ไฮโดรเจนเนส จุลินทรีย์ดังกล่าวไม่สามารถอยู่ได้ภายใต้สภาวะแอโรบิกเนื่องจากออกซิเจนยับยั้งไฮโดรเจน ในทางกลับกันแบคทีเรียจำนวนมากที่ผลิตไฮโดรเจนจะไม่เติบโตในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีจุลินทรีย์ที่ใช้ จากถังหมัก เห็นได้ชัดว่าชุมชนยังคงรักษารูปแบบที่ปล่อยสารประกอบอินทรีย์ต่ำ (ไพรูเวต แลคเตท อะซิเตท ฯลฯ) เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เครื่องหมักเหล่านี้ได้พัฒนาวิธีการป้องกันออกซิเจนของตัวเองซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่า ในบรรดาผู้รอดชีวิต ได้แก่ อาร์เคีย - บรรพบุรุษของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม

บางทีในช่วงเวลาของวิกฤตนี้อาจเกิดเหตุการณ์สำคัญ - ความอ่อนแอของการแยกยีนในบรรพบุรุษของยูคาริโอตและการเริ่มต้นของการยืมยีนต่างประเทศอย่างแข็งขัน โปรโต-ยูคาริโอตรวมยีนของถังหมักต่างๆ เข้าด้วยกัน จนกระทั่งพวกมันกลายเป็นถังหมักแบบไมโครแอโรฟิลิก หมักคาร์โบไฮเดรตให้เป็นไพรูเวตและกรดแลคติก

ผู้อยู่อาศัยในชั้นที่สาม - บรรพบุรุษของยูคาริโอต - ตอนนี้สัมผัสโดยตรงกับผู้อยู่อาศัยใหม่ในชั้นที่สอง - alphaproteobacteria แอโรบิกซึ่งได้เรียนรู้การใช้ออกซิเจนเป็นพลังงาน เมแทบอลิซึมของโปรโต - ยูคาริโอตและอัลฟาโปรตีโอแบคทีเรียกลายเป็นส่วนเสริมซึ่งสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับ symbiosis และที่ตั้งของอัลฟาโปรตีโอแบคทีเรียในชุมชน (ระหว่างชั้นบนซึ่งปล่อยออกซิเจนและชั้นล่าง) กำหนดบทบาทของพวกเขาไว้ล่วงหน้าในฐานะ "ผู้พิทักษ์" ของบรรพบุรุษยูคาริโอตจากออกซิเจนส่วนเกิน

มีแนวโน้มว่าโปรโต-ยูคาริโอตจะกลืนกินและได้รับแบคทีเรียหลายชนิดเป็นเอนโดซิมบิออน การทดลองในลักษณะนี้ยังคงดำเนินต่อไปในยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียว ซึ่งมี symbionts ภายในเซลล์ที่หลากหลาย จากการทดลองเหล่านี้ การเป็นพันธมิตรกับ alphaproteobacteria แบบแอโรบิกประสบความสำเร็จมากที่สุด